JPS61214967A - 加工物の内面を磁気研摩する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、加工物の内面と磁極間のすきまに加えた電
磁界に磁性砥粒を保持して加工物の内面を磁気研摩する
方法に関する。

従来の技術 ローラベアリング、大型ベアリング、モーターコア等の
内径を有する加工物の内面のパリ取シ、表面仕上げには
、従来、サンドペーパー、弾性砥石、研摩ベルト、ブラ
シ等が用いられていた。また英国特許明細書第１３７０
３５６号には、加工物の外面を磁気研摩する方法と装置
が開示されている。

発明が解決しようとする問題点 内径を有する加工物の内面研摩にサンドペーパーのパフ
等の工具を使用していた従来方法は、内面に当たるパフ
の径が小さくなシバフ交喚が裂しくなる等工具側の消耗
が裂しくて工具交換を頻繁に行わなければならず、また
加工時間がかかつて時間の径過と共に表面の仕上性もよ
いとは言えなかった。また、英国特許明細書第１３７０
３５６号に開示された磁気研摩方法と装置では、円筒の
如き比較的長尺の加工物の外面を磁気研摩するものであ
って、ローラーベアリングのケースの如き比較的短尺の
内径を有する加工物の内面を研摩することはできないと
いう問題がある。

従って、この発明の目的は、内径を有する加工物の内面
を磁気研摩によシ精度良く研摩する方法を提供すること
である。

問題点を解決するための手段 この発明は、内径を有する加工物を磁性体のチャックに
て保持し、チャックの外側にすきまを置いて外径側磁極
を加工物の一部又は全周を囲むように配置し、加工物の
内面に対し′すきまを蓋いて磁束を集中し得る形状を有
する内径側磁極を加工物と同心に又は偏心して配置し、
前記両磁極間に直流磁界を形成し、前記加工物の内面と
前記内径側磁極間のすきまに磁性砥粒を投入し、前記外
径側磁極を固定し、前記加工物を回転し、前記内径側磁
極を固定又は回転してなる磁気研摩方法により、内径を
有する加工物の内面を精度良く研摩することができたも
のである。

以下この発明の詳細を図面に基づいて説明する。

第１図（イ）及び（ロ）はこの発明の第１実施例を示す
もので、１はベアリングケースの如き内径を有する加工
物であシ、磁性体からなるチャック２によシ加工物１を
外側よシ保持する。３は外径側磁極であり、磁極３はチ
ャック２の外側にすきま４を置いて加工物１の一部を囲
むように配置されている。５は内径側磁極であり、磁極
５は加工物１の内面１ａに対しＱ、５１１１から数龍の
間隔をもったすきま６を置いてその保持軸５ａが加工物
に偏心して配置されている。加工物に対する磁界生成は
表面仕上げに最も大きな要素をもつもので、出来るだけ
加工物に対して磁束の集中をはかるような磁極形状を考
慮する必要がある。そこで内径側磁極５の先端の磁極面
５ｂは幾つかに複数個分割されて凹凸の形状を有し、こ
れによシネ均一磁場と磁束の集中をはかるようになって
いる。外径側磁極３及び内径側磁極５は固定され、加工
物１はチャック２゛と一体の非磁性体の回転軸７を回転
することによシ回転する。場合によってはチャック２を
その軸線方向に微小距離だけ振動させ、これによシ加工
物１をその内面１ａが内径側磁極５の磁極面５ｂに沿っ
て振動するようにする。

作用 第１図（イ）及び（ロ）において、外径側磁極３と内径
側磁極５の両磁極間に磁極３をＮ極に磁極５をＳ極とす
る直流磁界を形成し、すきま６に磁界を発生させ、磁界
の発生したすきま６に磁性砥粒を投入し、加工物１の内
面１ａと磁極面５ｂとの間に磁束に沿って磁性砥粒の配
向した磁気研摩ブラシを生成する。両磁極３及び５を固
定し加工物１及びチャック２を回転させ、加工物１の内
面１ａと磁極面５ｂとの相対移動によって加工物内面１
ａの表面を研摩する。本方法によれば表面粗さが２〜３
μＲｍａｘの前加工面をもった加工物内面を数十秒で０
．２〜Ｑ、３　ｐＲｍａｘ程度に仕上げることができる
。加工物は磁性体、非磁性体の何れでもよい。

加工物１の回転によシ内面の表面仕上げを行うと同時に
、加工物１を振動することによシ、カロエ物のエツジ部
が丸く仕上げられ製品の品質精度の向上をはかることが
できる。

実施例 第２図（イ）及び（ロ）はこの発明の第２実施例を示す
もので、第１実施例と同様の部品には同一の符号並びに
部品名が付しである。第２図（イ）及び（ロ）において
、外径側磁極３は加工物１の全周にわたって囲むように
配置され、内径側磁極５は加工物１の内径円に対して同
一中心をもつようにその保持軸５ａが加工物１と同心に
配置され、また磁極面５ｂは凹凸の複合突起を放射状に
もって３個設けられている以外は第１実施例と同様であ
る。第２実施例においては、加工物内面の研摩に際して
は、外径側磁極３及び内径側磁極５を固定し、加工物１
を回転するが、複数個の磁極面５ｂの配置によシ更に磁
束の集中をもたらしよシ効果的な表面研摩ができる。場
合によっては、内径側磁極５を加工物ｌに対し、低速度
で同方向又は逆方向に回転して内面研摩することもでき
、また加工物１をその軸線方向に振動することもできる
。

第３図（−１）ないしくへ）は、内径側磁極５の磁束を
集中し得る形状を有する磁極面の変形例を示すもので、
第３図（イ）は凹凸の磁極面５ｂが２個あるもの、（ψ
は円周に沿って凸と凹のあるもの、（−今は円周に沿っ
て多数の凹凸を付与したもの、に）及び（ホ）は凹部に
砥粒のたまシを防止するため凹部に非磁性体５Ｃをうめ
こみにしたもの、（へ）は加工物内面にあって相対移動
の際砥粒が曲がシ凸部５ｄに押されて加工量が増加する
というスクィーズ効果をねらったものである。

第４図はこの発明の第３実施例を示すもので、第４図に
おいて、１はリング状をした非磁性の加工物、２は加工
物１を保持する磁性体のチャック、１０はチャック２の
非磁性体の軸部７に取付けた主軸であって、主軸１０に
は軸線を中心にした回転と軸線方向の振動とが与えられ
る。３はチャック２のフランジ部を通して加工物１に対
面した固定の外径側磁極であって、チャック２のフラン
ジ部に対しすきま４を置いて加工物の一部を囲むように
配置される。１１は外径側磁極３を取付けたケースであ
り、該ケース１１は主軸１ｏの軸線方向に左右に移動調
整されかつ主軸１０の軸線に直角方向に前後に移動調整
される。５は加工物１の内面に対しすきま６を置いて加
工物に偏心して配置された内径側磁極であって磁極５の
磁極面に第３図（イ）ないしくへ）に示す如き凹凸が付
与されている。

１２はケース１３を貫通しかつ磁極５にボルト止め１４
した磁極回転用回転主軸、１５は磁極回転用モータ１６
の主軸に設けたプーリ１７にベルト連結しかつ回転主軸
１２を回転させるためのプーリである。１８は主軸１２
つま多磁極５を主軸１２の軸線に沿い前後に調整させる
だめのノブであり、ケース１３つま多磁極５は回転主軸
１２の軸線の、直角方向に左右に調整される。工９及び
１９は電磁コイルであシ、両コイル間にはヨークが連絡
され、通電すれば磁極３をＮ極に磁極５をＳ極に構成す
る電磁界が形成され、すきま６に磁性砥粒を投入する。

磁極５を加工物の内面に設けこれを回転して加工物内面
の表面仕上げをするものである。

第５図はこの発明の方法の研究結果を示すもので、１は
磁性体の加工物であって、回転軸２０に例えばビス、ボ
ルト２１により着脱自在に取付ける。３は外径側磁極で
あって加工物１の外周を囲んで装置された円筒状の固定
極である。加工物１と磁極３との間にはすきま６を設け
である。磁極３をＮ極に加工物１をＳ極に構成する直流
磁界を形成し、すきま６に磁性砥粒を投入して磁気研摩
研摩される。

第６ないし９図は第２図に示されたこの発明の方法を実
施する装置を概略示したものである。第６図において、
加工物１はコレットチャック３０の磁性体のチャック部
３１により着脱自在に保持される。コレットチャック３
０はドローバ−３２を後部のドローパー締付装置３３に
より引張シ又は緩めたシして加工物１をチャック部３１
に締結したわ又は解放したりする。３４は、中空のコレ
ットチャック回転用主軸であってコレットチャック３０
に固定され、かつ主軸ヘッド３５に軸受３６によシ回転
可能に支承される。主軸３４には主軸へラド３５内で駆
動プーリー３７が取付けられ、平ベルト（図示されてな
い）が駆動ブーＩＪ　−３７に係合し、プーリー３７を
回動することによシ主軸３４、コレットチャック３０並
びに加工物１を回転する。プーリー３７はインバーター
付モータ（図示されてない）により無段階の変速が与え
られる。

コレットチャック３０の磁性体のチャック部３１に対し
すきま４を置いてチャック部３１つまシ加工物１の全周
を囲むようにしてリング状の外径側磁極３が配置され、
磁極３は磁極支持台３８に固定される。

第７図は第６図に示す装置のコレットチャック３０を拡
大して示したものであシ、第７図において績ン孫工物、
３は外径側磁極、３１は例えば鋼鉄の如き磁性体からな
るチャック部、６０は例えばＳＵＳ材（ステンレス鋼）
の如き非磁性体からなるチャック部であって、チャック
部３１には磁界を加工物１に通すため磁性体を使用し、
チャック部６０には磁気の洩れがないようにするため非
磁性体を使用しておシ、チャック部３１及び６０はねじ
６１により共に固定される。チャック部６０は、テーパ
面６１を有し、非磁性体のチャック本体６２のテーパ面
に嵌合している。チャック本体６２は連結部材６３を介
して主軸３４に固定される。６４及び６５は非磁性体の
ダストシール板、６６及び６７はオイルシールである。

チャック部６０はドロパー３２に螺着され、ドロパー３
２を引張ることによシ加工物１はチャック部３１に締結
される。

第６図において、内径側磁極５は、加工物１の内面にす
きま６を置いて加工物中心線と同一の軸線をもって配置
され、かつ第２図に示すように凹凸の複合突起を放射状
にもった磁極面を有している。４０は内径側磁極５に連
結し内径側磁極５を回転可能に支持した内径側磁極ヘッ
ドであシ、磁極ヘッド４０は内径側磁極５の静止或は回
転の状態側れも可能のようにされ、かつ内径側磁極５の
先端位置を微調整するねじ部を有する。この磁極ヘッド
４０は内径側磁極５の回転を必要とする場合は、支持台
４１に固定しだ枠４２上に配置された１駆動用モータ４
３と伝達プーリ４４にベルト連結したプーリ４５（二よ
り低速から高速まで内径側磁極５を回転させることがで
きる。

第８図は第６図に示す装置の内径側磁極ヘッド４０を拡
大して示したものであり、第８図において、７０は内径
側磁極５を先端に設けた磁極軸、７１はケース４６内に
軸受７２によ多回転可能に支承された中空の回転軸、４
５は回転軸７１を回転させるためのプーリ、７３は回転
軸７１内に摺動可能に嵌合した前後摺動軸であり、磁極
軸７０は前後摺動軸７３にボルト止め７４している。回
転軸７１と前後摺動軸７３とはキャップ７５及び回転軸
７１（−螺着した固定ねじ７６によシ共に回転する。前
後摺動軸７３には出し入れ軸７７がねじ嵌合している。

固定ねじ７６をゆるめ出し入れ軸７７に連結したノブ７
８を回転することにより、前後摺動軸７３が前後に動き
これによシ磁極軸７゜の先端に設けた内径側磁極５が回
転軸７１の軸線に沿って前後に微調整される。

第６図において、支持台４１は内径側磁極ヘッド４０の
ケース４６に固定されかつ支持台ペース４７上に摺動可
能に取付けられ、エアシリンダ４８が支持台ペース４７
に枠４９により固定されかつ支持台４１にピストン連結
され、エアシリンダ４８の起動によシ支持台４１を主軸
３４の軸線方向に移動させ、これにより加工物１の磁気
研摩の際加工前後に訃げる加工物１の取付け、取外しを
容易にする。５０はヨーク、５１は電磁コイルであシ、
通電すればヨーク５０に接触する磁極支持台３８及び支
持台ベース４７を通って磁極３をＮ極に磁極５をＳ極に
構成する電磁界が形成される。ヨーク５０は本体ベース
５２に非磁性体の間隔体５３を介して固定される。

第６図において、主軸を回転可能に支持する主軸ヘッド
３５を振動する振動装置８ｏを備えておシ、該振動装置
８０は円筒カム８１を有し、カム８１に係合した突起８
２を有する従節部材８３が主軸ヘッド３５の後部の中心
線上に位置決めされている。円筒カム８１を設けたカム
シャフト８４は支持台８５内に内蔵された駆動ベルト８
６及び駆動プーリー８７を介して回転される。駆動ベル
ト８６はモーター（図示されてない）により、駆動され
る。主軸ヘッド３５は、第９図に示すように、両側に一
対の軸受け８８を前後に一体に設け、軸受け８８は支持
台８５上に前後に設けた１対の軸受け８９を貫通するガ
イド９０に摺動可能に取付けられている。カム８１が回
転すると従節部材８３が振動し、これによシ主軸ヘッド
３５はカム８１の固定振幅の通シＣニ一定振幅で振動を
始め、主軸へクド３５、主軸３４、コレットチャック３
０を介して加工物１が振動する。勿論カムシャフト８４
の回転はインバーター付モーター（図示されてない）に
より振動数を可変にされ、カム８１の交倹により振幅も
可変とされる。

発明の効果 この発明は、ローラベアリング、モーターコア等の内径
を有する比較的短尺の加工物の内面研摩をパフ等の従来
工具を全く使用することなく磁気研摩で行うことができ
、また該加工物の内面研摩に加工の自動化を図ることが
でき、さらに焼入後の加工物内面のスケール除去につい
ても簡単に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）はこの発明の第１実施例を一部断面で示す
概要図、第１図（０）は第１図（イ）のＡ−Ａ線に沿っ
てとられた断面図、第２図（イ）はこの発明の第２実施
例を一部断面で示す概要図、第２図（ロ）は第２図（（
イ）のＢ−Ｂ線に沿ってとられた断面図、第３図（（イ
）ないしくへ）は内径側磁極の磁極面の変形例を示す図
１．第４図はこの発明の第３実施例を一部断面で示す平
面図、第５図はこの発明の研究結果を示す概要図、第６
図はこの発明の方法を実施する装置を一部断面で示す側
面図、第７図は第６図に示す装置のコレットチャック部
の拡大断面図、第８図は第６図に示す装置の内径側磁極
ヘッドの拡大断面図、第９図は第６図のＣ，−Ｃ線に沿
ってとられた主軸ヘッドの拡大断面図である。 １・・・加工物、　　　　　　１ａ・・・加工物内面、
２・・・チャック、　　　　　３・・・外径側磁極、５
・・・内径側磁極、　　　　６・・・すきま。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内径を有する加工物を磁性体のチャックにて保持し
   、チャックの外側にすきまを置いて外径側磁極を加工物
   の一部又は全周を囲むように配置し、加工物の内面に対
   しすきまを置いて磁束を集中し得る形状を有する内径側
   磁極を加工物と同心に又は偏心して配置し、前記両磁極
   間に直流磁界を形成し、前記加工物の内面と前記内径側
   磁極間のすきまに磁性砥粒を投入し、前記外径側磁極を
   固定し、前記加工物を回転し、前記内径側磁極を固定又
   は回転してなることを特徴とする加工物の内面を磁気研
   摩する方法。 ２、前記加工物をその軸線方向に振動させることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の加工物の内面を磁
   気研摩する方法。